XI1-I Nadproudové a zkratové relé

XI1-I Nadproudové a zkratové relé 1

Obsah 1. Použití a vlastnosti 2. Konstrukce a připojení 3. Funkce 3.1 Požadavky na hlavní proudové transformátory 4. Činnost a nastavení 4.1 Nastavení spínačů DIP 4.2 Nastavení vypínacích hodnot 4.3 Komunikace pomocí adaptéru sériového rozhraní XRS1 5. Skříň relé a technické údaje 5.1 Skříň relé 5.2 Technické údaje 5.3 Nadproudová ochrana s určeným časem 5.4 Časově inverzní nadproudová ochrana 5.5 Vypínací charakteristiky 6. Objednací formulář 1. Použití a vlastnosti Relé XI1-I z řady PROFESSIONAL LINE se všeobecně používá v radiálních i mřížových soustavách jako univerzální nadproudová ochrana. Přednostně se používá jako: selektivní ochranné relé proti přetížení a zkratům u elektrických strojů, vedení a sítí nebo při zátěžově závislém připojování a odpojování spotřebičů a elektrických výkonových generátorů. Je možno volit z následujících vypínacích charakteristik: Nadproudová ochrana určeným časem (DMT) Časově inverzní nadproudová ochrana (IDMT) s volitelnou vypínací charakteristikou Normálně inverzní Silně inverzní Extrémně inverzní. Dále může být relé XI1-I využito jako záložní ochrana pro diferenciální a distanční ochranná relé. Ve srovnání s konvenčním ochranným zařízením mají všechna relé řady PROFESSIONAL LINE výhodu v použití obvodové číslicové techniky s následujícími vlastnostmi: Vysoká přesnost měření v důsledku číslicového zpracování dat Indikace poruch svítivými diodami ( LED) Extrémně široké rozsahy napájecího napětí s univerzálním zdrojem výkonového napájení Velmi jemně odstupňované široké rozsahy nastavení parametrů ochran Výměna dat s řídicím systémem procesů pomocí adaptéru sériového rozhraní XRS1, který může být dodatečně doplněn Měření efektivních hodnot (RMS) Extrémně krátký čas odezvy Kompaktní konstrukce technologií SMD. 2

2. Konstrukce a připojení Obr. 2.1 Připojení relé Analogové vstupy Analogové vstupní signály se k ochrannému relé připojují pomocí vývodů 1S1-1S2, 2S1-2S2 a 3S1-3S2. Zdroj pomocného napětí Jednotka XI1 potřebuje samostatný zdroj pomocného napětí. K tomu se musí použít stejnosměrné nebo střídavé napětí. Jednotka XI1 má zabudován zdroj širokorozsahového výkonové napájení. Napětí v rozsahu 19-390 V DC nebo 36-275 V AC může být přiloženo na vývody A1 a A2. Polohy kontaktů Poloha kontaktů v klidovém stavu Poloha kontaktů při vypnutí Poloha kontaktů při rychlém vypnutí Obr. 2.2 Polohy kontaktů výstupních relé Poznámka: V případě, že oba vypínací kontakty I> a I>> mají působit na vypínací cívku jističe (C.B.), je potřeba je navzájem propojit. 3

3. Funkce Přitékající proudy z hlavních proudových transformátorů chráněného zařízení jsou převedeny na napěťové signály úměrné proudům pomocí vstupních transformátorů a zátěže. Šumové signály způsobené induktivními a kapacitními vazbami jsou potlačeny analogovým filtračním obvodem RC. Analogové napěťové signály jsou vedeny do A/D převodníku mikroprocesoru a převedeny na číslicové signály pomocí vzorkovacích obvodů s pamětí. Celé zpracování se provádí v těchto číslicových hodnotách. Měřené hodnoty jsou snímány se vzorkovací frekvencí 800 Hz (960 Hz), a s hodnotou vzorkování 1,25 ms (1,11 ms) pro každé měření (při 50 Hz (60 Hz)). Zapnutí hlídacího obvodu je indikováno blikáním příslušné svítivé diody (LED). Při vypnutí se blikání změní v trvalé svícení. 3.1 Požadavky na hlavní proudové transformátory Proudové transformátory musí být navrženy tak, aby se neobjevilo nasycení jejich magnetického obvodu při následujících rozsazích pracovních proudů: Nadproudová funkce časově nezávislá K1 = 2, nadproudová funkce časově inverzně závislá K1 = 20, vysoce nastavená nadproudová funkce K1 = 20. K1 = proudový činitel vztažený k nastavené hodnotě, při kterém proudový transformátor ještě nepracuje v nasyceném stavu. Navíc musí být proudové transformátory dimenzovány podle maximálních očekávaných proudů nakrátko v síti nebo v zařízení, který má být chráněno. Nízká spotřeba relé XI1, t.j. < 0.1 VA má kladný vliv na dimenzování proudových transformátorů. To znamená, že když je jednotkou XI1 nahrazeno elektromechanické relé, automaticky se dosáhne vysoké přesnosti činitele limitního proudu při použití téhož proudového transformátoru. 4. Provoz a nastavení Všechny prvky nutné pro nastavení parametrů jsou umístěny na předním panelu XI1, jakož i všechny prvky zobrazení. Proto mohou být všechna nastavení provedena nebo změněna bez demontáže jednotky od nosníku DIN. Obr. 4.1 Přední panel relé 4

Před nastavením jednotky je třeba otevřít průhledný kryt, jak je vyobrazeno. Nepoužívejte síly! Průhledný kryt má dvě zásuvky na štítky. Obr. 4.2 Otevření průhledného krytu Svítivé diody (LED) LED ON je použita pro indikaci přípravy k provozu (při použití pomocného napětí Uv). LED I> a I>> signalizují zapnutí (blikáním) nebo vypnutí (trvalým světlem) odpovídající funkce. Zkušební tlačítko Toto tlačítko se používá pro zkoušku vypnutí jednotkou, a když je stlačeno po dobu 5 s, provede se kontrola hardware. Obě výstupní relé jsou vypnuta a všechny LED pro vypnutí svítí. 4.1 Nastavení spínačů DIP Blok spínačů DIP na přední desce relé XI1 se používá pro nastavení jmenovitých hodnot a funkčních parametrů. Spínač DIP OFF(vyp.) ON(zap.) Funkce 1* DEFT NINV Nastavení vypínací charakteristiky 2* DEFT VINV 3* DEFT EINV 4 Není Blokováno Blokování prvku I> blokováno 5 Není Blokováno Blokování prvku I>> blokováno 6 50 Hz 60 Hz Nastavení jmenovitého kmitočtu 7* x 1 s (x1) x 10 s (x2) Časový násobek DEFT pro ti> (násobky pro inverzní časové charakteristiky jsou uvedeny v závorkách) 8* x 1 s x 100 s Časový násobek DEFT pro ti> Tab 4.1 Funkce spínačů DIP *Současně může být v poloze ON jen jeden spínač DIP 1 3 nebo 7 8. 5

Blokování prvku nízkého nastavení (I>) Prvek nízkého nastavení může být blokován spínačem DIP 4 (poloha ON ). Vypínací charakteristika Požadovaná vypínací charakteristika pro časově závislou nadproudovou ochranu může být nastavena pomocí spínačů DIP 1 3. Musí být zaručeno, že je zapnut pouze jeden ze tří spínačů DIP. Špatné nastavení (např. zapnutí dvou spínačů DIP) vede k okamžitému vypnutí relé. Pro nastavení vypínacích charakteristik jsou povoleny následující konfigurace spínačů DIP : Určený čas Normální inverzní charakteristika Velmi inverzní Extrémně inverzní Obr. 4.3 Nastavení vypínacích charakteristik Blokování prvku vysokého nastavení (I>>) Když je spínač DIP 5 v poloze ON, prvek vysokého nastavení relé je blokován. Jmenovitý kmitočet Jmenovitý kmitočet může být nastaven spínačem DIP 6 na 50 nebo 60 Hz v závislosti na dané síti. 4.2 Nastavení vypínacích hodnot Relé řady PROFESSIONAL LINE mají jednotnou možnost vysoké přesnosti jemného nastavení. K tomu se používají dva potenciometry. Potenciometr pro hrubé nastavení může být nastaven v jednotlivých stupních od 0,25 nebo 2,5 x In. Druhý potenciometr pro jemné nastavení se používá pro plynule proměnné konečné nastavení. Součtem těchto dvou hodnot je přesná hodnota nastavení vypnutí. Prvek nízkého nastavení Vypínací hodnota může být nastavena v rozsahu od 0,5 do 2 x In pomocí potenciometrů zobrazených na následujícím schématu. Příklad: Je třeba nastavit vypínací hodnotu 1,4 x In. Hodnota jemného nastavení se přičítá k hodnotě potenciometru pro hrubé nastavení. (Šipka na potenciometru pro hrubé nastavení musí být uvnitř vyznačeného pásu, jinak není nastavená poloha definována). 6

Obr. 4.4 Příklad nastavení Zpoždění vypnutí pro prvek nízkého nastavení Časové zpoždění pro prvek nízkého nastavení (DEFT) může být nastaveno v rozsahu od 0 do 100 s. Pro inverzní časové charakteristiky (NINV, VINV nebo EINV) je časový násobek nastavitelný v rozsahu od 0 do 2. Prvek vysokého nastavení Prvek vysokého nastavení může být nastaven v rozsahu od 1 do 15 x In. Toto nastavení se provádí podobně jako nastavení prvku nízkého nastavení. Zpoždění vypnutí pro prvek vysokého nastavení Časové zpoždění pro prvek vysokého nastavení je nastavitelné v rozsahu od 0 do 2,5 s. 4.3 Komunikace pomocí adaptéru sériového rozhraní XRS1 Obr. 4.5 Princip komunikace Pro vzájemnou komunikaci mezi jednotkami a s nadřazeným řídícím systémem je pro přenos dat k dispozici adaptér rozhraní XRS1 včetně pracovního software pro naše relé. Tento adaptér může být snadno dodatečně doplněn montáží na boční stranu relé. Optický přenos tohoto adaptéru umožňuje galvanickou izolaci relé. S pomocí software mohou být zpracovány skutečné měřené hodnoty, nastaveny parametry relé a naprogramovány ochranné funkce na výstupních relé. Podrobné informace o jednotce XRS1 lze získat z jejího popisu. 5. Skříň relé a technické údaje 7

5.1 Skříň relé Relé XI1 je navrženo tak, aby bylo upevněno na nosník ( lištu) DIN podle DIN EN 50022, stejně jako všechny relé řady PROFESSIONAL LINE. Přední panel relé je chráněn těsněným průhledným krytem (IP40). Obr. 5.1 Rozměrový náčrtek Připojovací vývody Připojení relé je možné provést až do průřezu vodičů 2 x 2,5 mm 2. K tomu je třeba odstranit průhledný kryt předního panelu relé (viz obr. 4.2 ). 5.2 Technické údaje Vstupní měřicí obvody Jmenovitý kmitočet fn: Tepelná odolnost proudových obvodů: Příkon v proudovém obvodu: Pomocné napětí 50/60 Hz odolnost vůči dynamickému proudu (půlvlna) po dobu 1 s po dobu 10 s trvale při In = 1 A 0,1 VA při In = 5 A 0,1 VA 250 x In 100 x In 30 x In 4 x In Jmenovité pomocné napětí Uv/ příkon : 19-390 V DC nebo 36-275 V AC (f = 40-70 Hz) / 4 W (svorky A1 a A2) 8

Všeobecné údaje Poměr odpadnutí k přítahu relé: > 97 % Resetovací čas od přítahu: <50 ms Čas návratu od vypnutí: 200 ms Minimální inicializační čas po zapnutí napájení: 100 ms Minimální čas odezvy při napájecím napětí: 50 ms Výstupní relé Počet relé 2 Kontakty: 1 přepínací kontakt na každé vypínací relé Maximální vypínací schopnost: ohmické 1250 VA / stříd. resp. 120 W / ss induktivní 500VA / stříd. resp. 75 W / ss Max. jmenovité napětí: 250 V AC 220 V DC ohmické zatížení Imax. = 0,2 A induktivní zatížení Imax. = 0,1 A při L/R 50ms 24 V DC induktivní Imax. = 5 A Minimální zatížení: 1 W / 1 VA při Umin 10 V Maximální jmenovitý proud: 5 A Zapínací proud (16ms): 20 A Životnost kontaktů: 10 5 spínacích cyklů při maximální spínací kapacitě Materiál kontaktů: AgCdO Systémová data Norma návrhu: VDE 0435 T303; IEC 0801 part 1-4; VDE 0160; IEC 255-4; BS142; VDE 0871 Teplotní rozsah při skladování a provozu: - 25 C až + 70 C Třída F stálého klimatu podle DIN 40040 a DIN IEC 68, part 2-3: Zkouška vysokým napětím podle VDE 0435, part 303 Napěťová zkouška: Zkouška napěťovým rázem: Zkouška vysokým kmitočtem: Elektrostatický výboj (ESD) podle IEC 0801, part 2: Vyzařování elektromagnetického pole zkouška podle IEC 0801, part 3: Rychlý elektrický přechodný jev podle IEC 0801, part 4: Zkouška potlačení radiového rušení podle DIN 57871 a VDE 0871: více než 56 dní při 40 C a 95 % relativní vlhkosti 2,5 kv (eff.) / 50 Hz; 1 min 5 kv; 1.2/50 µs, 0.5 J 2,5 kv / 1 MHz 8 kv 10 V/m 4 kv / 2,5kHz, 15 ms limitní hodnota třídy A Přesnost opakování: 1 % Základní přesnost časového zpoždění: Základní přesnost proudu: 0,5 % nebo ± 25 ms ± 3 % nastavené hodnoty Přesnost časového zpoždění v rozsahu 0 20 x I S 2 % DEFT/ 5 % NINV a VINV/ 7,5 % EINV/ nebo 25 ms 9

Překmit přechodného jevu v mžikovém provozu: 5 % Teplotní vliv: 0,02 % na K Frekvenční vliv: 0,5 % na K odchylka od jmenovité hodnoty Mechanická zkouška: Náraz: třída 1 podle DIN IEC 255-21-2 Vibrace: třída 1 podle DIN IEC 255-21-1 Stupeň ochrany Přední deska: Hmotnost : Montážní poloha: Materiál skříně relé: IP40 při zavřeném předním krytu přibližně 0,7 kg libovolná samozhášivý 5.3 Nadproudová ochrana s určeným časem Parametr Rozsah nastavení Odstupňování I 0,5-2 x In Plynule proměnné I 1-15 x In Plynule proměnné ti 0-1 s/0-10 s/0-100s Plynule proměnné ti 0-2,5 s Plynule proměnné Tab 5.1 Rozsahy nastavení a odstupňování 5.4 Nadproudová ochrana s inverzním časem Vypínací charakteristiky podle IEC 255-4 nebo BS 142 Normálně inverzní Velmi inverzní Extrémně inverzní kde: t = vypínací čas ti> = časový násobitel I = proud poruch I> = hodnota nastavení proudu II> 10

Parametr Rozsah nastavení Odstupňování I> 0,5-2 x I N Plynule proměnné I>> 1-15 x I N Plynule proměnné ti> 0,1-2 Plynule proměnné ti>> 0 2,5 s Plynule proměnné Tab 5.2 Rozsahy nastavení a odstupňování 5.5 Vypínací charakteristiky Obr. 5.2 Normální inverzní Obr. 5.3 Extrémně inverzní 11

Obr. 5.4 Velmi inverzní Obr. 5.5 Definovaný čas 12

6. Formulář objednávky Časové nadproudové relé XI1-I- Jmenovitý proud: 1A 5A 1 5 Technické údaje podléhají změnám bez upozornění! Přehled nastavení XI1-I Projekt: Práce SEG číslo: Skupina funkcí: = Umístění: + Kód relé: - Funkce relé: Datum: Nastavení parametrů: Funkce Jedn. Standardní nastavení I> Prvek nízkého nastavení nadproudu x In 0,5 I>> Prvek vysokého nastavení nadproudu x In 1 ti> Zpoždění vypnutí pro prvek nízkého s 0 nastavení nadproudu (DEFT) ti> Časový násobitel pro inverzní časovou vypínací charakteristiku ti>> Zpoždění vypnutí pro nastavovací prvek s 0 nadproudu DIP-spínač Funkce Standardní nastavení 1* DEFT 2* Nastavení jmenovitého napětí DEFT 3* DEFT 4 Blokování prvku I> Neblokován 5 Blokování prvku I>> Neblokován 6 Nastavení jmenovitého kmitočtu 50 Hz 7* Časový násobitel DEFT pro tie> x 1 s (1 x) 8* x 1s Současně může být jen jeden ze spínačů DIP 1-3 nebo 7-8 v poloze ON (zapnuto). Skuteč. nastavení Skutečné nastavení 13

Původní manuál v anglickém jazyce naleznete na: http://search.woodward.com/pdf/ic/dok-td-xi1-ie.pdf AvK Generátory s.r.o. Woodward SEG GmbH & Co.KG Benátky 1891 Krefelder Weg 47 755 01 Vsetín D-47906 Kempen Deutschland tel : +420 571 413 322, fax : +420 571 413 322 e-mail: kujal@woodward-seg.cz www.woodward-seg.cz 14